SYSTEMY I SIECI TELEKOMUNIKACYJNE

Podobne dokumenty
Systemy i Sieci Telekomunikacyjne TI

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne TI

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne TI

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne TI

ATM. Asynchronous Transfer Mode asynchroniczny tryb transferu

SYSTEMY I SIECI TELEKOMUNIKACYJNE

W 10 stron dookoła QoS a

Zarządzanie ruchem i jakością usług w sieciach komputerowych

Komutacja ATM i IP. Dr inż. Robert Wójcik. na podstawie wykładu Prof. dr hab. inż. Andrzeja Jajszczyka

Sieci ATM. Plan wykładu

Łącza WAN. Piotr Steć. 28 listopada 2002 roku. Rodzaje Łącz Linie Telefoniczne DSL Modemy kablowe Łącza Satelitarne

Systemy i Sieci Radiowe

SIECI KOMPUTEROWE wykład dla kierunku informatyka semestr 4 i 5

Systemy i Sieci. EiT III Laboratorium. Krzysztof Wajda. Katedra Telekomunikacji 2017

Systemy i Sieci. Laboratorium. Krzysztof Wajda. Katedra Telekomunikacji 2018

Interfejs DXI dostępu do sieci szerokopasmowej opartej na technice ATM

PRZEKAZ INFORMACJI MIĘDZY SIECIĄ LOKALNĄ (LAN), A SIECIĄ SZEROKOPASMOWĄ OPARTĄ NA TECHNICE ATM. mgr inż. Zbigniew Zakrzewski, mgr inż.

Zarządzanie ruchem i jakością usług w sieciach komputerowych

SIECI KOMPUTEROWE wykład dla kierunku informatyka semestr 4 i 5

ISO/OSI warstwach 2 i 1 Standardy IEEE podwarstwy

Ogólna charakterystyka interfejsów VB5.1 i VB5.2

Rywalizacja w sieci cd. Protokoły komunikacyjne. Model ISO. Protokoły komunikacyjne (cd.) Struktura komunikatu. Przesyłanie między warstwami

Dr Michał Tanaś(

SIECI CYFROWE Z INTEGRACJĄ USŁUG ISDN ISDN Integrated Services Digital Networks

Charakterystyka podstawowych protokołów rutingu zewnętrznego 152 Pytania kontrolne 153

Sieci WAN. Mgr Joanna Baran

1.1 Warstwa AAL Informacje wstępne

Poziomy zabezpieczeń danych w sieciach szerokopasmowych opartych na technice ATM

Przełączanie obwodów Przełączanie pakietów (datagramów, komórek) Połączenie wirtualne

PRZESYŁ GŁOSU PRZEZ ATM - PODSTAWY

MODEL WARSTWOWY PROTOKOŁY TCP/IP

Bandwidth on Demand - wyzwania i ograniczenia. Tomasz Szewczyk tomeks@man.poznan.pl

Sieci telekomunikacyjne sieci cyfrowe z integracją usług (ISDN)

Sieci komputerowe WAN. dr inż. Andrzej Opaliński Akademia Górniczo-Hutnicza , Kraków

Obecna definicja sieci szerokopasmowych dotyczy transmisji cyfrowej o szybkości powyżej 2,048 Mb/s (E1) stosowanej w sieciach rozległych.

Sieci Komórkowe naziemne. Tomasz Kaszuba 2013

Stos protokołów TCP/IP (ang. Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Transmisja danych multimedialnych. mgr inż. Piotr Bratoszewski

PORADNIKI. WAN Wide Area Networks

Sieci Komputerowe Modele warstwowe sieci

Księgarnia PWN: Mark McGregor Akademia sieci cisco. Semestr szósty

Przesył mowy przez internet

Sieci komputerowe - warstwa transportowa

Sieci ATM. Sebastian Zagrodzki. Sieci ATM p.1/25

Mapa wykładu. 5.6 Koncentratory, mosty, i switche 5.7 Bezprzewodowe łącza i sieci lokalne 5.8 PPP 5.9 ATM 5.10 Frame Relay

Szerokopasmowy dostęp do Internetu Broadband Internet Access. dr inż. Stanisław Wszelak

System trankingowy. Stacja wywołująca Kanał wolny Kanał zajęty

Sieci komputerowe - warstwa fizyczna

Model OSI. mgr inż. Krzysztof Szałajko

MPLS. Krzysztof Wajda Katedra Telekomunikacji, 2015

Instytut Informatyki Politechniki Śląskiej. Sieci konwergentne. Andrzej Grzywak

Plan wykładu. 1. Sieć komputerowa 2. Rodzaje sieci 3. Topologie sieci 4. Karta sieciowa 5. Protokoły używane w sieciach LAN 6.

Protokoły sieciowe model ISO-OSI Opracował: Andrzej Nowak

Wykład 10. Technologie sieci WAN. Projektowanie i Realizacja Sieci Komputerowych

STANDARD IEEE802 - CD

Wideokonferencje MGR INŻ. PAWEŁ SPALENIAK

TCP/IP. Warstwa łącza danych. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Systemy i Sieci Radiowe

ADRESY PRYWATNE W IPv4

DSL (od ang. Digital Subscriber Line)

Podstawy Informatyki. Inżynieria Ciepła, I rok. Wykład 13 Topologie sieci i urządzenia

Migracja tradycyjnych systemów komutacyjnych w kierunku szerokopasmowej platformy dostępu abonenckiego

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

System A. System B. komunikacja (protokoły warstw) WARSTWA WARSTWA APLIKACJI APLIKACJI PREZENTACJI PREZENTACJI SESJI SESJI TRANSPORTOWA TRANSPORTOWA

Dwa lub więcej komputerów połączonych ze sobą z określonymi zasadami komunikacji (protokołem komunikacyjnym).

Pytanie 1 Z jakich protokołów korzysta usługa WWW? (Wybierz prawidłowe odpowiedzi)

Podstawy Transmisji Danych. Wykład IV. Protokół IPV4. Sieci WAN to połączenia pomiędzy sieciami LAN

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Systemy i sieci GMPLS. Wprowadzenie do GMPLS. Krzysztof Wajda. Katedra Telekomunikacji AGH Czerwiec, 2018

Sieci komputerowe. Zajęcia 2 Warstwa łącza, sprzęt i topologie sieci Ethernet

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Konfiguracja dostępu do Internetu ADSL na przykładzie Vigora serii 2700

Protokoły sieciowe - TCP/IP

Warstwy i funkcje modelu ISO/OSI

Przesyłania danych przez protokół TCP/IP

DANE W SIECIACH TELEKOMUNIKACYJNYCH

OSI Data Link Layer. Network Fundamentals Chapter 7. ITE PC v4.0 Chapter Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Wprowadzenie do sieci komputerowych

Analiza sposobu uregulowania w ofercie ramowej pełnego zakresu usług dostępu szerokopasmowego.

PBS. Wykład Zabezpieczenie przełączników i dostępu do sieci LAN

1. W jakich technologiach QoS w sieciach komputerowych wykorzystywany jest miękki stan? W technologii IntServ.

Pomiary jakości w dostępie do Internetu

SIECI KOMPUTEROWE wykład dla kierunku informatyka semestr 4 i 5

Pytania na kolokwium z Systemów Teleinformatycznych

Uniwersalny Konwerter Protokołów

Pomiary łączy ethernetowych - zajęcia praktyczne. Darek Matyjewicz RATE ART

ZiMSK. VLAN, trunk, intervlan-routing 1

BADANIA JAKOŚCI ŚWIADCZENIA PRZEZ TP S.A. USŁUG POWSZECHNYCH Z WYKORZYSTANIEM DOSTĘPU RADIOWEGO GSM4F. ANEKS do RAPORTU Z BADAŃ

Sieci komputerowe - Wstęp do intersieci, protokół IPv4

1. Wprowadzenie Środowisko multimedialnych sieci IP Schemat H

PORADNIKI. Architektura bezprzewodowego systemu WAN

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

DLACZEGO QoS ROUTING

Materiały dodatkowe Krótka charakterystyka protokołu MODBUS

Protokół transferu danych LAP-F (Q.922)

7.2 Sieci GSM. Podstawy GSM. Budowa sieci GSM. Rozdział II Sieci GSM

Uproszczenie mechanizmów przekazywania pakietów w ruterach

PORADNIKI. ISDN: Sieć Cyfrowa z Integracją Usług

Telekomunikacja - sektor gospodarczy :

Telecommunication. Voice service. Krzysztof Wajda. Deparment of Telecommunications, AGH-UST November, 2017

Transkrypt:

SYSTEMY I SIECI TELEKOMUNIKACYJNE Systemy i sieci telekomunikacyjne 1

Zakres wykładu Aspekty ewolucji sieci i protokołów Podstawowe koncepcje sieciowe (szkieletowe, core ): ATM MPLS GMPLS protokoły i koncepcje dodatkowe: IP, Ethernet, ISDN,... podstawowe aspekty realizacji usług Systemy i sieci telekomunikacyjne 2

Integracja sieci Rozwój koncepcji sieci szerokopasmowej Systemy i sieci telekomunikacyjne 3

Literatura Rekomendacje ITU Dokumenty IETF (RFC i drafty) Dokumenty standaryzacyjne ATM Forum D. Ginsburg, ATM. Solutions for enterprise networking, Addison-Wesley, 1999 K. Nowicki, J. Woźniak, Sieci LAN, MAN, WAN, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji Materiały wykładowe: http://kt.agh.edu.pl/~wajda Artykuły z IEEE Communications Magazine Systemy i sieci telekomunikacyjne 4

System telekomunikacyjny Urządzenia użytkownika CPE Łącza lokalne Local Loop Systemy komutacyjne Switching Systems Systemy transmisyjne Interoffice Trunks Systemy komutacyjne Switching Systems Łącza lokalne Local Loop sieć abonencka systemy komutacji międzymiastowej System nośny system satelitarny PBX modem centrala lokalna centrala tandem. system mikrofalowy centrala tandem. centrala lokalna FAX modem centrala lokalna łącza międzycentralowe system światłowodowy Multiplexer modem linia dzierżawiona Local Area Network gateway modem lub inny system transmisyjny Systemy i sieci telekomunikacyjne 5

System telekomunikacyjny Urządzenia użytkownika CPE Łącza lokalne Local Loop Systemy komutacyjne Switching Systems Systemy transmisyjne Interoffice Trunks Systemy komutacyjne Switching Systems Łącza lokalne Local Loop sieć abonencka systemy komutacji międzymiastowej System nośny system satelitarny PBX sieć dostępowa FAX modem centrala lokalna centrala tandem. obszar przełączania łącza międzycentralowe system mikrofalowy teletransmisja system światłowodowy centrala tandem. centrala lokalna modem centrala lokalna Multiplexer linia dzierżawiona modem Local Area Network gateway modem lub inny system transmisyjny Systemy i sieci telekomunikacyjne 6

Usługi telekomunikacyjne Broadband ISDN ISDN EDI (Electronic Data Interchange) packet switching transmisja DATA danych electronic mail telegrafia telefonia Radio telex telemetry circuits switching teletex videotex teleshoppping grafika facsimile color facsimile mobile facsimile GRAPHICS Voice Conferencing Voice-to-text Text-to-voice Satellite Communication Voice Storage VOICE Hifi Telephony Stereo Sound CD-quality Music AUDIO Television Videotelephony Color Television High Definition TV Videoconferencing Cable TV Satellite News Gathering Stereo Television Video on Demend mobile telephony celular telephony digital mobile telephony paging systems alphanumeric paging nationwide paging systems 1850 1880 1920 1930 1960 1970 1980 1990 2000 global paging systems wireless digital telephony mobile data transmission usługi głosowe VIDEO dźwięk wideo usługi MOBILE mobilne SERVICES Systemy i sieci telekomunikacyjne 7

Zasoby dyskowe i sieciowe - trendy Source: http://www.mkomo.com/cost-per-gigabyte Koszty pamięci maleją szybciej niż koszty sieciowe (Gbit/s) Systemy i sieci telekomunikacyjne 8

Dystrybucja ruchu (godz.szczytu) w Europie Dostęp przewodowy Dostęp mobilny Systemy i sieci telekomunikacyjne 9 *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014

Użytkownicy Top 10 aplikacji w Europie przewodowi Użytkownicy mobilni Systemy i sieci telekomunikacyjne 10 *Sandvine, Global Internet Phenomena Report: 1H 2014

TDM a multipleksacja etykietowana TDM multipleksacja z podziałem czasu początek ramki szczelina czasowa pole informacyjne kanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał n Systemy i sieci telekomunikacyjne 11

TDM a multipleksacja etykietowana ATM multipleksacja etykietowana pakiet ATM pole informacyjne nagłówek Systemy i sieci telekomunikacyjne 12

TDM a multipleksacja etykietowana Komutacja pakietów pakiet IP pole informacyjne nagłówek Systemy i sieci telekomunikacyjne 13

TDM a multipleksacja etykietowana multipleksacja etykietowana ATM pakiet ATM pole informacyjne nagłówek multipleksacja z podziałem czasu początek ramki TDM szczelina czasowa pole informacyjne kanał 1 kanał 2 kanał 3 kanał n Systemy i sieci telekomunikacyjne 14

Komutacja kanałów i komutacja pakietów (1) Komutacja kanałów połączenie jest identyfikowane przy pomocy indeksu pozycji kanału w ramce transfer informacji jest poprzedzony fazą zestawiania połączenia (realizowany przez sygnalizację) istnieje potrzeba synchronizacji strumienia danych ze źrodła w ramce czasowej Komutacja pakietów połączenie jest identyfikowane przez etykietę (label) generowanie i wysylanie komórek przez źródla jest niezależne od sieci (stąd nazwa Asynchronous Transfer Mode) Systemy i sieci telekomunikacyjne 15

Komutacja kanałów i komutacja pakietów (2) Komutacja kanałów zalety: transparentność sieci, niezależność od protokołów, nie wystepuje jitter wady: brak możliwości dostosowania wielkości wykorzystanego pasma do intensywności przenoszenia informacji Komutacja pakietów zalety: realizowana optymalizacja wykorzystania zasobów łączy, pasmo dostępne na żądanie, technika dostosowana do ruchu porowatego (bursty) wady: silna zależność od stosowanych protokołów, zmienne i mało przewidywalne opóźnienie transmisji pakietów technika ATM implementuje pozytywne cechy obu technik Systemy i sieci telekomunikacyjne 16

Topologia/zakres sieci LAN (Local Area Network) campus (kampus) MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network) Systemy i sieci telekomunikacyjne 17

Podstawowe trendy Dążenie do wykorzystywania docelowo tylko jednej sieci (jednego typu), usługi multimedialne, usługi inteligentne, duża przepływność do użytkownika końcowego, ochrona istniejących inwestycji selektywność usług, QoS vs neutralność sieci, chmury (wirtualizacja) Systemy i sieci telekomunikacyjne 18

N-ISDN Informacje podstawowe Systemy i sieci telekomunikacyjne 19

Plan Ewolucja systemów telekomunikacyjnych w kierunku sieci zintegrowanych N-ISDN Usługi bazowe Teleusługi Perspektywy rozwoju Systemy i sieci telekomunikacyjne 20

... początek Alexander Graham Bell (1876) Systemy i sieci telekomunikacyjne 21

ISDN - wąskopasmowa cyfrowa sieć zorientowana usługowo ISDN - Integrated Services Digital Network interfejsy - dostęp: podstawowy (BRA - Basic Rate Access): dwa kanały B po 64 kbit/s plus kanał D 16 kbit/s pierwotny (PRA - Primary Rate Access): 30 kanałów B po 64 kbit/s plus sygnalizacyjny kanał pakietowy D 64 kbit/s plus szczelina nr 0 (niedostępna dla abonenta) Systemy i sieci telekomunikacyjne 22

ISDN - oferowane usługi Usługi przenoszenia (bearer services), zwane także bazowymi, teleusługi (teleservices) Systemy i sieci telekomunikacyjne 23

ISDN - usługi bazowe Mowa: przenoszenie cyfrowego sygnału fonicznego kodowanego zgodnie z G.711, możliwość korzystania z konwerterów A/µ, tłumików echa, układów (odcinków analogowych), 3,1kHz, akustyczne: rozszerzony typ sygnału względem usługi mowy (modemy, telefaksy grupy 1,2 i 3 oraz typowe połączenia telefoniczne) 64 kbit/s, nieograniczone:w pełni przezroczysty kanał cyfrowy PCM, bez modyfikacji pomiędzy nadawcą a odbiorcą Systemy i sieci telekomunikacyjne 24

ISDN - teleusługi (1) telefonia - przenoszenie sygnału akustycznego zakodowanego cyfrowo teleteks - transmisja tekstu telefaks - transmisja tekstu i grafiki po analizie kolejnych punktów obrazu wideoteks - podobnie jak teleteks ale obraz jest prezentowany na ekranie monitora poczta elektroniczna - umieszczenie informacji w postaci tekstu, mowy lub grafiki w systemie sieciowym ( skrzynka elektroniczna ) transmisja danych - realizacja połączeń pomiędzy komputerami lub sieciami (także dostęp do sieci) Systemy i sieci telekomunikacyjne 25

ISDN - teleusługi (2) wideofonia - jednoczesna transmisja fonii i obrazu telewizja - transmisja cyfrowego sygnału telewizyjnego teleakcja - przekazywanie krótkich komunikatów, nie wymagających dużego pasma telealarm - przekazywanie informacji o alarmie z czujników abonenta telealert - podobnie jak telealarm ale w kierunku od centrum do abonenta telekomenda - usługa zdalnego sterowania urządzeniami zainstalowanymi u abonenta telemetria - zdalne odczytywanie liczników i mierników Systemy i sieci telekomunikacyjne 26

ATM Informacje podstawowe Systemy i sieci telekomunikacyjne 27

Plan Podstawowe informacje o standardzie ATM Zalety i wady ATM Stan zaawansowania instalacji ATM na świecie Perspektywy rozwoju sieci szerokopasmowych zrealizowanych w standardzie ATM Systemy i sieci telekomunikacyjne 28

Podstawowe cechy ATM (motywacja) przenoszenie informacji w krótkich pakietach (komórkach) tryb połączeniowy stosowanie kanałów wirtualnych stosowanie wersji multipleksacji zwanej asynchronous time division multiplexing rozbudowane metody wspierania QoS Systemy i sieci telekomunikacyjne 29

Protoplaści ATM Circuits Switching Packet Switching 1980 BERKOM Germany Voice Television stałe kanały ATD Asynchronous Time Division France - CNET Voice Television krótkie, stałe pakiety FPS Fast Packet Switching AT&T Bellcore IBM High Speed Data pakiety zmiennej długości 1985 STM Synchronous Transfer Mode ATM Asynchronous Transfer Mode 1989 era 53 bajtów? Systemy i sieci telekomunikacyjne 30

Dlaczego stosować krótkie pakiety? Wiadomość o długości 1000 bajtów 999 innych połączeń 45 Mbit/s Maks. opóźnienie (ms) Duży narzut nagłówka komórki 12 10 8 6 4 2 0 wiadomość w jednej komórce - Payload (B) Oczekiwanie na inne komórki 1 50 100 150 200 250 300 Opóźnienie i zmienność opóźnienia niewielkie dla krótkich wiadomości, np. próbek głosowych Systemy i sieci telekomunikacyjne 31

Dlaczego wybrano rozmiar 53 bajtów? 64 + 5 32 + 4 48 + 5 Systemy i sieci telekomunikacyjne 32

ATM (Asynchronous Transfer Mode) powszechnie akceptowana uniwersalna technika telekomunikacyjna dla sieci szerokopasmowej informacja jest przesyłana w postaci krótkich pakietów (53 bajty) w trybie połączeniowym (tworzony jest kanał wirtualny) pierwsza i podstawowa technika telekomunikacyjna dla sieci szerokopasmowej intensywnie standaryzowana od 1989 roku aktualnie istniejące liczne instalacje opracowane standardy umożliwiają realizację powszechnej sieci ATM (technika ATM w każdym obszarze sieci) Systemy i sieci telekomunikacyjne 33

Aspekty jakościowe stosowania sieci ATM 1) W sieci ATM jest możliwe specyfikowanie różnych jakości obsługi w warstwie pakietowej - QOS parametr straty pakietu: CLR - Cell Loss Ratio parametry czasowe: CTD - Cell Transfer Delay CDV - Cell Delay Variation 2) Kanał wirtualny jest określony przy pomocy następujących parametrów: PCR - Peak Cell Rate SCR - Sustainable Cell Rate parametry warstwy burst Systemy i sieci telekomunikacyjne 34

Klasy usług w sieci ATM CBR - Constant Bit Rate - emulacja kanału VBR - Variable Bit Rate - usługi wideo, audio z kompresją ABR - Available Bit Rate - usługi dopuszczające zmiany dostępnego pasma UBR - Unspecified Bit Rate - podobnie jak ABR ale o niższej jakości z powodu usuwania nadmiarowych komórek z sieci GFR Guaranteed Frame Rate, gwarancje jakościowe na poziomie komórki i ramki Systemy i sieci telekomunikacyjne 35

ATM - warstwowa struktura sieci ATM komputery sieci LAN obszar dostępu sieć szkieletowa (backbone) Token Ring komutator ATM karta ATM komutator dostępu (access ATM switch) FDDI kamera wideo adapter sieciowy Ethernet Systemy i sieci telekomunikacyjne 36

ATM w sieciach LAN Początkowo największa nadzieja na szerokie zastosowanie ATM Sieć ATM jako realizująca usługi w trybie połączeniowym musi mieć zaimplementowane specjalne mechanizmy pozwalające na pracę w trybie bezpołączeniowym (np. emulacja sieci LAN LANE - LAN Emulation) Protokół LANE zapewniał dostęp do sieci ATM z poziomu takich popularnych protokołów jak IP, Appletalk, NetBIOS czy APPN Usługa typu best effort w sieci LAN jest dobrze odzwierciedlona w usłudzie typu ABR (Available Bit Rate) w sieci ATM Systemy i sieci telekomunikacyjne 37

ATM w Europie Instalacje pilotowe istnieją we wszystkich krajach Europy Zachodniej od 1993 roku komercyjne usługi ATM dostępne w początkowo w Finlandii, Niemczech i Francji (1995) Wyniki ankiety ATM Forum przeprowadzonej w 1995 roku wśród 350 znaczących cych firm europejskich: 30 % decydentów wykazywało brak znajomości techniki ATM 80 % deklarowało zainstalowanie ATMu najpóźniej w 1996 roku Kraje o najwyższej świadomości w dziedzinie ATMu: Dania i Holandia (ponad 85% ) Najbardziej zainteresowany sektor: wydawnictwa, drukarnie, przemysł lotniczy i kosmiczny Najbardziej popularne zastosowanie ATM: LAN interconnection Systemy i sieci telekomunikacyjne 38

Technika ATM w świecie dynamiczny rozwój w USA hermetyczny rozwój w Japonii stateczny rozwój w Europie około 80 producentów sprzętu ATM w 1996 roku, obecnie tylko kilku znaczących historia rynku przełączników sieci szkieletowej: Europa: 13 (1994), 47 (1995), 155 (1996), 5220 (2000) USA: 88 (1994), 326 (1995), 991 (1996), 17600 (2000) Systemy i sieci telekomunikacyjne 39

Osiągnięcia Co zostało zrobione: Specyfikacja architektury protokołu i formatu komórki, definicja zbioru kategorii ruchowych, definicja podstawowego zestawu usług szerokopasmowych i ich mapowanie na ATM, określenie standardu ATM jako techniki transportowej i zasad jego współpracy z technologiami łącza fizycznego (PON, ADSL, VDSL, FITL, HFC), promocja standardu i jego implementacja w sprzęcie, dopasowanie ATMu do większości zastosowań sieciowych, Systemy i sieci telekomunikacyjne 40

Wnioski i dalsze zamierzenia 2005 Połączenie ATM Forum z MPLS Forum i Frame Relay Forum Powstało MFA Forum Systemy i sieci telekomunikacyjne 41

Podsumowanie Technika ATM NIE jest obecnie traktowana jako docelowa technika dla sieci szerokopasmowej i prace standaryzacyjne zostały zakończone. Sprzęt ATM jest dość powszechnie stosowany i wciąż instalowany i jest to związane z: rozpowszechnieniem usług wymagających dużych przepływności, rozsądną (chociaż wysoką) ceną sprzętu i nowych instalacji (relacja cena/qos jest wciąż atrakcyjna), dostępne prognozy sugerują stosowanie ATM w sieciach operatorskich przez następne kilka lat (ochrona istniejących inwestycji). Systemy i sieci telekomunikacyjne 42

Co dalej? Do niedawna uważano, że przyszłościowym rozwiązaniem będzie wspólne zastosowanie techniki ATM i sieci SDH w każdym obszarze sieci. Obserwujemy dynamiczny rozwój systemów WDM i DWDM - i w konsekwencji łatwy dostęp do znacznie większych przepustowości. Intensywny rozwój sieci IP - w wersji z QoS. Rozwój MPLS (Multiprotocol Label Switching) następcy ATM. Systemy i sieci telekomunikacyjne 43

ATM Forum Systemy i sieci telekomunikacyjne 44

Plan wykładu Organizacje standaryzacyjne normujące technikę ATM Rola ATM Forum Terminale Podstawowe koncepcje, architektura protokołu Kanał wirtualny Ścieżka wirtualna Systemy i sieci telekomunikacyjne 45

Normalizacja w zakresie sieci ATM ITU-T - ogólne aspekty sieci szerokopasmowych, aspekty administracyjne, definicja usług, ATM Forum - wszystkie aspekty techniki ATM i definicja usług ETSI - ogólna architektura, specyfikacja styków szerokopasmowych, standard dostępu (np. VDSL), DAVIC (Digital Audio-Video Council) - multimedialne usługi szerokopasmowe, FSAN (Full Services Access Network) - zdefiniowanie wymagań na sieć dostępową opartą o ATM, ADSL-Forum - technika transportu, IETF - Internet Engineering Task Force - aspekty współpracy IP/ATM Systemy i sieci telekomunikacyjne 46

ATM Forum Organizacja producentów i użytkowników sprzętu ATM utworzona w 1991 roku przez CISCO, NET/Adaptive, Northern Telecom i US Sprint, obecnie zrzesza około 500 instytucji (było 1000), cele: definiowanie standardów przemysłowych dla techniki ATM ATM Forum faktycznie przejęło inicjatywę standaryzacyjną w zakresie ATMu, ściśle współpracuje z ITU-T, IETF, ADSL Forum, Frame Relay Forum itp. w celu zapewnienia zgodności standardów. Systemy i sieci telekomunikacyjne 47

Anchorage Accord kwiecień 1996 odpowiedź na krytykę niestabilności standardu ATM deklaruje stan dojrzałości techniki ATM specyfikacje: podstawowa (foundation) - niezmienna przez 18 miesięcy, np. UNI, PNNI, B-ICI, TM, interfejsy fizyczne rozszerzona (extended feature) - oparta na specyfikacji podstawowej Systemy i sieci telekomunikacyjne 48

Terminale typy, opis procesu generacji ruchu Systemy i sieci telekomunikacyjne 49

Nowoczesna usługa szerokopasmowa Wymaganie na pasmo do pojedynczego abonenta powyżej 2 Mbit/s usługa: niesymetryczna, interaktywna, mutlimedialna Systemy i sieci telekomunikacyjne 50

Cechy usług szerokopasmowych (1) Usługi wymagające transmisji w jednym lub w dwu kierunkach (unidirectional or bidirectional services), dla których kanał zwrotnej transmisji może być wymagany lub nie; usługi typu symetrycznego lub niesymetrycznego (symmetric or asymmetric services); usługi wąsko- i szerokopasmowe (narrowband and broadband services); usługi o stałej i zmiennej szybkości strumienia bitów (Constant Bit Rate - CBR - and Variable Bit Rate - VBR); Systemy i sieci telekomunikacyjne 51

Cechy usług szerokopasmowych (1) Usługi zorientowane na połączenie i bezpołączeniowe (Connection-oriented - CO - and Connectionless - CL - services); usługi topologicznie dedykowane (międzypunktowe) lub typu rozgłoszeniowego (point-to-point and pointto-multipoint services); usługi mobilne lub niemobilne (mobile and nonmobile services); usługi wymagające przetwarzania danych wewnątrz sieci (services with data processing). Systemy i sieci telekomunikacyjne 52

Parametry opisujące zgłoszenie Wybrane parametry muszą spełniać następujące warunki: mieć istotny wpływ na opis działania multipleksera - jako podstawowego elementu funkcjonalnego ATM, muszą być użyteczne zarówno dla sterowania przyjęciem zgłoszenia w czasie rzeczywistym jak również w procesie wymiarowania sieci, łatwość do przewidzenia jak również kontroli (czyli zarówno dla CAC jak i UPC). Systemy i sieci telekomunikacyjne 53

Parametry opisujące zgłoszenie Chwilowy ruch generowany przez aktywne zgłoszenie może być reprezentowane przy pomocy obwiedni ON-OFF, tzn.: maksymalnej szybkości transmisji źródła R i, średniej szybkości transmisji źródła A i, lub przy pomocy obwiedni typu normalnego (gaussowskiego), tzn.: średniej szybkości transmisji źródła A i, odchylenia standardowego szybkości transmisji źródła σ i. W praktyce przyjęto zbiór parametrów związany z modelem ON-OFF Systemy i sieci telekomunikacyjne 54

Klasyfikacja źródeł ruchu Źródła typu ON-OFF, dla których charakterystyczne jest naprzemienne występowanie okresów aktywności i ciszy, źródła o zmiennej szybkości generowania danych (VBR- Variable Bit Rate), dla których proces wyjściowy jest skomplikowany i trudny do dokładnego modelowania, źródła o stałej szybkości generowania danych (CBR - Constant Bit Rate), proste do opisu oraz nie dające wielkiego zysku z multipleksacji statystycznej. Systemy i sieci telekomunikacyjne 55

Reprezentacja strumienia ruchu poziom zgłoszeń odstęp między zgłoszeniami zgłoszenie poziom bursts cisza burst poziom pakietów pakiety odstęp między pakietami czas trwania pakietów Systemy i sieci telekomunikacyjne 56

ATM podstawy VC, VP Systemy i sieci telekomunikacyjne 57

Podstawowe pojęcia techniki ATM kanał wirtualny ścieżka wirtualna multipleksacja statystyczna QoS, GoS, ich wzajemne zależności Systemy i sieci telekomunikacyjne 58

Punkty odniesienia w B-ISDN S T B B B-TE1 B-NT2 B-NT1 U B Pętla abonencka TE2 / B-TE2 R B-TA S B TA - adapter terminala (Terminal Adaptor) TE - terminal (Terminal Equipment) NT - zakończenie sieci (Network Termination) Systemy i sieci telekomunikacyjne 59

Koncepcja kanału wirtualnego Kanał wirtualny: ciąg łączy i węzłów 46 567 VCL 41 41 46 VCL 46 VCL 567 33 75 VCL 75 VCL 33 567 33 VCL - Virtual Channel Link - User End System - Network Node Systemy i sieci telekomunikacyjne 60

Koncepcja ścieżki wirtualnej VCL 41 (0,41) (36,338) VPC 36, VCL 338 (36,338) (0,75) VCL 75 VPC VCL - Virtual Path Connection - Virtual Channel Link - User End System - Network Node Systemy i sieci telekomunikacyjne 61

Łącze fizyczne, kanały wirtualne, ścieżki wirtualne VC VC VP VP Łącze ATM (medium transmisyjne) VP VP VC VC VC VP VP VC Systemy i sieci telekomunikacyjne 62

Topologie logiczne ścieżek wirtualnych tworzone w sieci o prostej strukturze fizycznej (a) VP na łącze (b) VP typu end-to-end (c) VP na łącze i dla usługi (d) VP dla usługi i typu end-to-end Systemy i sieci telekomunikacyjne 63

Transformacja struktury fizycznej w logiczną dzięki zastosowaniu ścieżek wirtualnych VP typu end-to-end Systemy i sieci telekomunikacyjne 64

Struktura sterowania ruchem pojemności łączy i komutatorów zarządzanie poziom sieci przydział pasma scieżkom wirtualnym parametry ścieżki obciążenie ścieżek zgłoszenia poziom zgłoszeñ przydział pasma zgłoszeniom parametry zgłoszeñ informacja o natłoku bieżący ruch poziom pakietów egzekwowanie pasma zgłoszeń (i ścieżek) POLICING Systemy i sieci telekomunikacyjne 65

Zastosowanie ścieżek wirtualnych: upraszcza zarządzanie siecią, umożliwia realizację różnych wymagań jakościowych w oparciu o te same zasoby sieciowe, upraszcza realizację dostępu do sieci, upraszcza realizację doboru trasy (choć może być w związku z tym nieefektywne). Systemy i sieci telekomunikacyjne 66

Komutator typu VP oraz VC/VP Komutator VC (VC Switch) Punkt koñcowy VPC VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4 VPI 1' VPI 3' VPI 2' VCI 1 VCI 2 VPI 1 VPI 2 VPI 3 VCI 4 VCI 3 VCI 1 VCI 1 VCI 2 VPI 4 VPI 5 VCI 2 Komutator VP (VP Switch) VCI 1 VCI 2 VPI 1 VPI 4 VCI 3 VCI 4 VCI 3 VCI 4 VPI 2 VPI 5 VCI 5 VCI 4 VCI 5 VCI 1 VCI 4 VPI 3 Komutator VP (VP Switch) VPI 6 VCI 2 Systemy i sieci telekomunikacyjne 67

ATM budowa pakietu, architektura protokołu Systemy i sieci telekomunikacyjne 68

Plan Budowa pakietu (komórki) Architektura protokołu ATM Funkcje realizowane w poszczególnych warstwach protokołu ATM Systemy i sieci telekomunikacyjne 69

Pakiet w standardzie ATM Długość pakietu ATM (komórki) jest kompromisem pomiędzy następującymi przeciwstawnymi czynnikami: specyficznymi potrzebami aplikacji (usług), np. charakterystyczna długość ramki, opóźnieniem pakietyzacji, wielkością nagłówka niezbędnego z powodów transmisyjnych (priorytety, adresowanie), narzutem związanym z zabezpieczeniem nagłówka, stopniem skomplikowania realizacji sprzętowej (hardware). Systemy i sieci telekomunikacyjne 70

Ogólny format pakietu Bity 8 7 6 5 4 3 2 1 Nagłówek 5 oktetów Pole informacyjne 48 oktetów 1... 5 6.. Pakiet 53 oktety 53 Systemy i sieci telekomunikacyjne 71

Format pakietu ATM UNI NNI GFC VPI Octet 0 VPI VPI VCI Octet 1 VPI VCI Header VCI Octet 2 VCI VCI PT CLP Octet 3 VCI PT CLP HEC Octet 4 HEC Octet 5 Information field (48 octets) (48 octets) Octet 52 GFC: VPI: VCI: PTI: CLP: HEC: Generic Flow Control Virtual Path Identifier Virtual Channel Identifier Payload Type Identifier Cell Loss Priority Header Error Control 4-0 bits 8-12 bits 16 bits 3 bits 1 bit 8 bits Systemy i sieci telekomunikacyjne 72

Budowa pakietu (1) Pole GFC (Generic Flow Control) - 4 bity, występuje tylko w interfejsie UNI, bez ściśle sprecyzowanej roli, Pole VCI (Virtual Channel Identifier) - 16 bitów (możliwe utworzenie 65536 kanałów wirtualnych w każdej ścieżce wirtualnej), Pole VPI (Virtual Path Identifier) - w styku UNI 8 bitów, w styku NNI 12 bitów (4096 ścieżek), Pole PT (Payload Type) - określa typ komórki, Systemy i sieci telekomunikacyjne 73

Budowa pakietu (2) Pole CLP (Cell Loss Priority) - określa priorytet pakietu; gdy CLP=1 pakiet może być usunięty w sytuacji natłoku, Pole HEC (Header Error Control) - użyte w celu wykrywania błędów transmisji, Pole informacyjne - 48 bajtów przeznaczone do przenoszenia informacji użytkownika, zawiera także informację sterującą warstwy AAL. Systemy i sieci telekomunikacyjne 74

Architektura protokołu Budowa warstwowa: warstwa adaptacji ATM (ATM Adaptation Layer), warstwa ATM (ATM layer), warstwa fizyczna (Physical layer). Systemy i sieci telekomunikacyjne 75

Architektura protokołu (2) Uproszczenie budowy w stosunku do tradycyjnego modelu OSI/ISO model trójwymiarowy zamiast dwuwymiarowego (dla ISDN) lub jednowymiarowego (tradycyjne sieci pakietowe), Trzy warstwy dla ATM równoważne 2 warstwom dla klasycznych sieci pakietowych Systemy i sieci telekomunikacyjne 76

Architektura protokołu Management plane P la Control Plane User Plane Higher Layers Higher Layers ATM Adaptation Layer ATM Layer L a y e r M an a g e m en t n e M an a g e m en t Physical Layer Systemy i sieci telekomunikacyjne 77

Funkcje warstw w protokole ATM Z ar z ą d z a n i e w ar s t w a m i Funkcje wyższych warstw Podwarstwa zbieżności Podwarstwa segmentacji i składania Generic flow control Generacja i wydzielanie nagłówka Translacja pól VCI/VPI Multipleksacja i demultipleksacja pakietów Dopasowywanie szybkości transmisji pakietów Generacja i weryfikacja nagłówka pakietu Wydzielanie pakietów ze strumienia bitów Adaptacja ramki transmisyjnej Generacja i odtwarzanie ramki transmisyjnej Realizacja podstawy czasu Funkcja łącza fizycznego Wyższe warstwy C S S A R T C P M A T M A A L W ar s t w a f i z y c z n a Systemy i sieci telekomunikacyjne 78

Warstwa AAL Systemy i sieci telekomunikacyjne 79

Plan Rola warstwy AAL Klasy usług Podwarstwa zbieżności (CS) Podwarstwa segmentacji i składania (SAR) Wersje AAL1 AAL5 Systemy i sieci telekomunikacyjne 80

Warstwa AAL Stanowi warstwę pośrednią pomiędzy warstwami wyższymi protokołu ATM a warstwą ATM, realizuje takie funkcje jak: wykrywanie i reakcja na błędy transmisji, rozpoznawanie zagubionych lub niesekwencyjnych pakietów, sterowanie przepływem, kontrola podstawy czasu w systemie. Systemy i sieci telekomunikacyjne 81

Klasy usług Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D Synchroniza cja między terminalami Szybko ść sta ła bitowa Tryb po łączenia wymagana po łączeniowy Nie wymagana zmienna bezpo łącze niowy Typ AAL 1 2 3/4 i 5 typ 5 Systemy i sieci telekomunikacyjne 82

Funkcje podwarstwy CS Dopasowanie wielkości i cech jednostek danych aplikacji do sposobu ich przenoszenia w sieci ATM, Korekcja błędów, Realizacja synchronizacji. Systemy i sieci telekomunikacyjne 83

Funkcje podwarstwy SAR Transformacja jednostek PDU wyższych warstw (aplikacji) na jednostki SDU (pola informacyjne komórki) oraz odwrotnie, warstwa n+1 PDU n+1 warstwa n PCI n + SDU n PDU n warstwa n-1 SDU n-1 Systemy i sieci telekomunikacyjne 84

AAL1 Przesyłanie danych w trybie CBR (usługa transferu jednostek SDU ze stałą szybkością), Zmniejszanie wpływu zmiennego opóźnienia komórek, Reagowanie na stratę komórek lub zmianę kolejności, Odtwarzanie częstotliwości zegara w odbiorniku, Monitorowanie i obsługa błędów pola kontrolnego AAL (SNP). Systemy i sieci telekomunikacyjne 85

Format SAR-PDU dla AAL1 cell header SN SNP SAR-PDU payload SAR-PDU header SAR-PDU SN SNP = Sequence Number = Sequence Number Protection (4 bits) (4 bits) Systemy i sieci telekomunikacyjne 86

Nagłówek SAR-PDU Najbardziej znaczący bit pola SN może być wykorzystany do specjalnych celów, 3 mniej znaczące bity zliczają komórki modulo 8, Pole SNP chroni cały nagłówek SAR-PDU, Systemy i sieci telekomunikacyjne 87

Nagłówek SAR-PDU dla AAL1 SN-field SNP-field Special Purpose Indication Sequence Number Count CRC Parity Bit (Even) Systemy i sieci telekomunikacyjne 88

Warstwa AAL1 - podsumowanie Warstwy wyższe Pojedyncze bity lub bajty 47 bajtów Podwarstwa zbieżności konsolidacji (CS) SN SNP 48 bajtów Podwarstwa segmentacji i składania (SAR) ATM header SN SNP 53 bajty Warstwa ATM Systemy i sieci telekomunikacyjne 89

AAL2 Przygotowana pod kątem realizacji usług VBR wraz z zachowaną synchronizacją odbiornika i nadajnika, Jednostki CS-PDU o różnej długości, Przez długi czas brak było ustaleń dotyczących stosowania AAL2, Duże zainteresowanie realizacją usług głosowych, w tym dla telefonii komórkowej, Systemy i sieci telekomunikacyjne 90

Funkcje podwarstwy CS dla AAL2 Korekcja błędów dla usług audio i wideo, Realizacja synchronizacji terminali przez przesyłanie znaczników czasu (time stamps), Obsługa zagubionych i niesekwencyjnych komórek. Systemy i sieci telekomunikacyjne 91

Format SAR-PDU dla AAL2 cell header SN IT SAR-PDU payload LI CRC SAR-PDU header SAR-PDU trailer SAR-PDU SN IT LI CRC = Sequence number = Information Type = Length Indicator = Cyclic Redundancy Check Systemy i sieci telekomunikacyjne 92

AAL3 Przesyłanie danych w trybie VBR (usługa real-time w trybie połączeniowym), Synchronizacja pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem nie jest wymagana, Dwa tryby pracy: przesyłanie danych ramkowanych (framed mode, message mode), typu strumieniowego (streaming mode), Monitorowanie i obsługa błędów AAL (pole CRC w SAR-PDU). Systemy i sieci telekomunikacyjne 93

Warstwa AAL3/4 podsumowanie Systemy i sieci telekomunikacyjne 94

Warstwa AAL wersje 1-4, podsumowanie SN SNP SAR-PDU Informacja użyteczna nagłówek 1-bajtowy 47 bajtów a) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 1 SAR-PDU ST IT LI CRC Informacja użyteczna nagłówek 1-bajtowy 45 bajtów b) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 2 zakończenie 2-bajtowe ST SN Res SAR-PDU Informacja użyteczna LI CRC nagłówek 2-bajtowy c) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 3 44 bajty zakończenie 2-bajtowe ST SN MID SAR-PDU Informacja użyteczna LI CRC nagłówek 1-bajtowy 44 bajty d) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 4 zakończenie 2-bajtowe SN ( Sequence Number - 4 bity) - numer kolejny SNP ( Sequence Number Protection - 4 bity) - ochrona SN IT ( Information Type - 4 bity) - typ informacji LI ( Length Indicator - 6 bitów) - wskaźnik, długości CRC ( Cyclic-Redundancy-Check - 10 bitów) - ciąg kontrolny kodu cyklicznego ST ( Segment Type - 2 bity) typ segmentu Res ( Reserved - 10 bitów) - rezerwa MID ( Multiplexing IDentification - 10 bitów) -identyfikator multipleksowania Systemy i sieci telekomunikacyjne 95

AAL5 Uniwersalna wersja AAL, pokrywa funkcje realizowane przez AAL3 i AAL4, Przesyłanie danych w trybie VBR, połączeniowym, bez synchronizacji, Brak numeracji kolejnych komórek, Brak mechanizmu retransmisji, SEAL (Simple and Efficient Adaptation Layer), Systemy i sieci telekomunikacyjne 96

Format SAR-PDU dla AAL5 ATM cell header SAR-PDU payload SAR-PDU Systemy i sieci telekomunikacyjne 97

Podział CS-PDU na komórki ATM CS-PDU CS-PDU trailer podwarstwa CS User data PAD CF LF CRC podwarstwa SAR PT ATM cell (AAL5) ATM cell (AAL5) ATM cell (AAL5) ATM cell (AAL5) PAD = Pad field (0 to 47 bytes) CF = Control Field (2 bytes) LF = Length Field (2 bytes) CRC= Cyclic Redundancy Check (4 bytes) Systemy i sieci telekomunikacyjne 98

Zarządzanie ruchem w standardzie ATM (Traffic Management) Systemy i sieci telekomunikacyjne 99

Plan Zadania TM (TE) Klasy usług Kategorie ruchowe Parametry dla klas usług Mapowanie parametrów na kategorie ruchowe Kontrakt ruchowy CAC Koncepcja pasma wirtualnego Systemy i sieci telekomunikacyjne 100

Inżynieria ruchu D. Awduche, J. Malcolm, J. Agogbua, M. O Dell, J. McManus, "Requirements for Traffic Engineering Over MPLS." RFC 2702, 1999 D. Awduche, A. Chiu, A. Elwalid, I. Widjaja, X. Xiao, "Overview and principles of Internet traffic engineering. RFC 3272, 2002 J. Babiarz, H. C. Kwok, F. Baker. Configuration Guidelines for DiffServ Service Classes, RFC 4594, 2006 Systemy i sieci telekomunikacyjne 101

Zarządzanie ruchem - zadania zapewnianie istniejącym połączeniom uzgodnionej jakości (QoS) monitorowanie przepływów ruchu wewnątrz sieci rozpoznawanie i reagowanie na problemy obsługę nowych zgłoszeń Systemy i sieci telekomunikacyjne 102

Modele realizacji parametrów QoS niejawne (implicit) IP, IntServ, DiffServ, jawne (explicit) ISDN, ATM, mieszane MPLS Systemy i sieci telekomunikacyjne 103

Zarządzanie ruchem funkcje (mechanizmy) Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (Connection Admission Control - CAC), Usage Parameter Control (UPC), Sterowanie priorytetem komórki (Cell Loss Priority Control), Kształtowanie strumieni ruchu (Traffic shaping), Sterowanie przepływem dla kategorii ABR (ABR Flow Control), Selektywne usuwanie komórek (Early Packet Discard), Systemy i sieci telekomunikacyjne 104

Klasy usług Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D Synchroniza cja między terminalami Szybko ść sta ła bitowa Tryb po łączenia wymagana po łączeniowy Nie wymagana zmienna bezpo łącze niowy Typ AAL 1 2 3/4 i 5 typ 5 Systemy i sieci telekomunikacyjne 105

Zarządzanie ruchem - kategorie ruchowe CBR (Constant bit rate) -ścisłe gwarancje pasma i opóźnień rt-vbr (Real-time Variable Bit Rate) - wideokonferencje nrt-vbr (Non-real time Variable Bit Rate) - bankowe, dostęp do sieci Frame-Relay. transakcje ABR (Available Bit Rate) - możliwa negocjacja pasma UBR (Unspecified Bit Rate) - brak wymagań co do transmisji GFR (Guaranteed Frame Rate) gwarancje na poziomie komórki i ramki dyskusja nad UBR+ Systemy i sieci telekomunikacyjne 106

Deskryptory ruchu Peak Cell Rate (PCR): maksymalna liczba komórek, jaką źródło transmituje w określonym przedziale czasu. Sustainable Cell Rate (SCR): maksymalna średnia szybkość transmisji dla źródła ruchu typu burst. Maximum Burst Size (MBS): maksymalna liczba komórek, jaka może zostać wysłana równocześnie z wartością Peak Cell Rate. Minimum Cell Rate (MCR): minimalna liczba komórek, jaką źródło transmituje w określonym przedziale czasu. parametry połączenia: wszystkie powyższe + CDVT (Cell Delay Variation Tolerance) Systemy i sieci telekomunikacyjne 107

Interpretacja PCR 1 komórka/szybkość medium 1komórka PCR Systemy i sieci telekomunikacyjne 108

Interpretacja SCR i MBS 1 komórka/scr MBS/SCR czas 1 komórka/szybkość medium. 1 komórka/pcr Systemy i sieci telekomunikacyjne 109

Parametry jakości obsługi Maximum Cell Transfer Delay (Max CTD) Mean Cell Transfer Delay (Mean CTD) Cell Delay Variation (CDV) Cell Loss Ratio (CLR) Cell Error Ratio (CER) Severely Errored Cell Block Ratio (SECBR) Cell Misinsertion Rate (CMR) Systemy i sieci telekomunikacyjne 110

CLR Cell Loss Ratio Straty komórek mogą wystąpić w przypadku: przepełnienia buforów, awarii, braku urządzeń redundantnych, zbyt długiej reakcji na awarię, po przekroczeniu dopuszczalnego opóźnienia. CLR = liczba _ komórek _ straconych liczba _ komórek _ wytransmistowanych wszystkie komórki wytransmitowane to komórki które zostały wysłane w pewnym ustalonym czasie (standardy nie określają tego czasu, generalnie przyjmuje się,że jest to czas trwania połączenia). Systemy i sieci telekomunikacyjne 111

Rozkład gęstości prawdopodobieństwa dla opóźnienia komórki gęs toś ć pra wd. f(t) Prawd.(opóź.>Max-CTD)<α P2P-CDV opóźnienie Min-CTD Max-CTD przy określaniu P2P-CDV nie uwzględnia się stałych opóźnień występujących w transmisji, MaxCTD jest parametrem ustalanym przez użytkownika i określa on wielkość tail rozkładu gęstości Systemy i sieci telekomunikacyjne 112

Ilustracja CDV 1 1 1 1 1 1 1 1 Systemy i sieci telekomunikacyjne 113

Wartości CLR and MaxCDV dla wybranych usług CL LR 10-4 10-6 głos dane interaktywne 10-8 obrazy interaktywne wideo 10-10 transfer plików 0,001 0,01 0,1 1 10 MaxCDV [s] Systemy i sieci telekomunikacyjne 114

Parametry opóźnieniowe Max-CTD (Maximum Cell Transfer Delay) - maksymalne opóźnienie komórek P2P-CDV (Peak-to-Peak Cell Delay Variation) - międzyszczytowa zmienność opóźnienia komórek Systemy i sieci telekomunikacyjne 115

Mapowanie parametrów na kategorie ruchowe (1) Atrybut CBR rt-vbr nrt-vbr UBR ABR PCR i CDVT tak tak tak SCR, MBS, CDVT n/a tak n/a n/a MCR n/a n/a tak Parametry QoS p2pcdv tak nie maxctd tak nie CLR tak nie zależne od kontraktu (sieci) Dodatkowe ustalenia Sprzężenie zwrotne nie tak Kategorie ruchowe i parametry zgodne z TM4.0 (1996) Systemy i sieci telekomunikacyjne 116

Mapowanie parametrów na kategorie ruchowe (2) CBR rt-vbr nrt_vbr ABR UBR PCR tak tak tak tak tak SCR n/a tak tak n/a n/a MBS n/a tak tak n/a n/a MCR nie nie nie tak nie CDVT (PCR) tak tak tak tak tak CDVT (SCR) n/a tak tak n/a n/a Systemy i sieci telekomunikacyjne 117

Kontrakt ruchowy Ustawienie zasad realizacji połączenia: Kategoria ruchowa Wymagania QoS, Deskryptory ruchu, Definicja zgodności (poprawności) komórki conformance definition), Definicja poprawności połączenia (compliant connection). Systemy i sieci telekomunikacyjne 118

Elementy kontraktu ruchowego Kontrakt ruchowy Deskryptor połączenia Definicja zgodności połączenia Jakość obsługi połączenia QoS Deskryptor źródła Tolerancja zmienności opóźnienia CDV t Definicja zgodności komórek (GCRA) Stopa traconych komórek CLR Max. szybkość generowania komórek PCR Max opóźnienie przesyłania komórek Max-CTD Średnia szybkość generowania komórek SCR Maksymalny rozmiar paczki komórek MBS Minimum Cell Ratę (MCR) Zmienność opóźnienia przesyłania komórek P2P-CDV Systemy i sieci telekomunikacyjne 119

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (CAC) - (1) Kiedy nowe zgłoszenie pojawia się w węźle ATM, użytkownik deklaruje zbiór parametrów ruchowych i wymagany poziom jakości obsługi QoS - zwykle określony jednoznacznie przez podanie rodzaju usługi, do którego należy zgłoszenie. Korzystając z tej informacji oraz znając stan elementów sieci, jednostka realizująca CAC decyduje o zaakceptowaniu lub odrzuceniu nowo przybywającego zgloszenia Systemy i sieci telekomunikacyjne 120

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (CAC) - (2) Decydującym kryterium musi być rezultat predykcji spełnienia wymogów jakościowych transmisji (QoS) w warstwie pakietowej po akceptacji nowego zgłoszenia. Decyzja o akceptacji lub odrzuceniu nowego zgłoszenia jest jedną z najważniejszych azarazem najtrudniejszych w sieci ATM. QoS = QoS( C, n, R i, Ai ) Systemy i sieci telekomunikacyjne 121

Cechy charakterystyczne CAC (SPZ) Algorytm CAC powinien być: prosty - tzn. ze względnie niską złożonością obliczeniową, oparty na ograniczonej liczbie parametrów opisujących zgłoszenie, zachowawczy (pesymistyczny), tzn. raczej przesadnie oceniać stan natłoku w sieci, elastyczny, tzn. pozwalający na zmiany w zależności od warunków ruchowych a także umożliwiający łatwą adaptację w przypadku wprowadzenia nowych usług. Systemy i sieci telekomunikacyjne 122

Algorytmy CAC - klasyfikacja 1 Skala czasu, na której działają algorytmy CAC: algorytmy czasu rzeczywistego (on-line), spodziewane naruszenie parametrów jakościowych dla istniejących połączeń po zaakceptowaniu nowo przychodzącego zgłoszenia musi być realizowane w czasie rzeczywistym, algorytmy off-line, gdy odpowiednie modele są wstępnie rozwiązywane a wyniki umieszczane w specjalnych tablicach (look-up tables) zapisanych w pamięci jednostek sterujących pracą węzła ATM. Systemy i sieci telekomunikacyjne 123

Algorytmy CAC - klasyfikacja 1 Na podstawie teoretycznych metod użytych do rozwiązania modeli ruchowych, możemy podzielić algorytmy CAC na nastepujące trzy grupy: metody oparte na teorii masowej obsługi, metody oparte na symulacji, metody analityczne (uproszczone). Systemy i sieci telekomunikacyjne 124

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (podstawowe relacje) Sterowanie przyjęciem zgłoszenia Rate Sharing (koncepcja dla dużych buforów) X zajętość bufora CLP x X P e x X P x C g > > } { } { ) ( Systemy i sieci telekomunikacyjne 125 Rate Envelope Multiplexing (REM) i C R k k n i i k i i i A n R A R A k n C R k CLR i = > 1 ) ( i A i R burstiness = _ β CLP x X P > } {

1 Sterowanie przyjęciem zgłoszenia przykład wykorzystania REM (na podstawie REM zależność CLR(Ri)) 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 Switch with buffer 200B - uni 0,1 0,01 Switch with buffer 200B - exp Switch with buffer 10kBexp Model ON - OFF 0,001 0,0001 Systemy i sieci telekomunikacyjne 126

Wzajemne relacje pomiędzy parametrami jakościowymi i procedurami TM w ATM Sieć ATM Model ruchowy Źródło ruchu Kontrola parametrów użytkownika (UPC) Sterowanie przyjęciem zgłoszenia CAC Grade of Service Estymacja QoS QoS dla warstwy pakietowej Quality of Service Zarządzanie zasobami w sieci ATM należy rozumieć jako działanie umowne: od przyjętych założeń i modelu ruchowego zależy wynik działania procedur TM, Systemy i sieci telekomunikacyjne 127

Koncepcja pasma wirtualnego Efektywna metoda dla połączeń klasy VBR, Połączenie reprezentowane przez 1 parametr, pomysł polega na znalezieniu (dowolną metodą) maksymalnej liczby połączeń przy zachowaniu wymaganych parametrów jakościowych. C VP - pasmo przydzielone ścieżce wirtualnej n max - maksymalna liczba zestawionych kanałów, ACR - Average Cell Rate, PCR - Peak Cell Rate. ω = C ACR VP / n ω max PCR Systemy i sieci telekomunikacyjne 128

Aspekty doboru trasy w ATM Dobór trasy w sieci ATM jest skomplikowany. Projektując algorytm doboru trasy należy rozważyć wpływ: struktury fizycznej sieci, struktury logicznej sieci opartej na koncepcji ścieżek ek wirtualnych, przydziału pasma dla scieżek i ich separacji, multipleksacji statystycznej, typu modelu ruchowego poziomu sieci, wymagań jakościowych na transmisję QoS w odniesieniu do zastosowanej separacji usług. Systemy i sieci telekomunikacyjne 129

Źródła opóźnień w sieci ATM Terminal źródłowy Terminal docelowy TD1 komutator ATM TD2 komutator ATM TDn PD FSD1+QD1 FSDn+QDn DD PD - opóźnienie pakietyzacji (packetization delay) TD - opóźnienie transmisji (transmission delay) FSD - opóźnienie komutacji (fixed switching delay) QD - opóźnienie kolejkowania (queueing delay) DD - opóźnienie depakietyzacji (depacketization delay) Systemy i sieci telekomunikacyjne 130